Wolfram sendromu olarak adlandırılan nadir, genetik bir insüline bağımlı diyabet formuna sahip bir hastanın derisinden üretilen uyarılmış pluripotent (Pluripotent, gelişen bir embriyonun erken dönemlerinde var olan, tüm hücre tiplerine dönüşebilme yeteneğindeki henüz farklılaşmamış hücreler) kök hücreleri kullanılarak, araştırmacılar insan kök hücrelerini insülin üreten hücrelere dönüştürdüler ve düzenlemek için gen düzenleme aracı CRISPR-Cas9’u kullandılar. Sendroma neden olan genetik bir kusur. Daha sonra hücreleri laboratuvar farelerine implante ettiler ve bu farelerde diyabeti iyileştirdiler.
Louis’deki Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’ndeki araştırmacılardan elde edilen bulgular, CRISPR-Cas9 tekniğinin diyabet için bir tedavi olarak, özellikle de tek bir gen mutasyonunun neden olduğu formlar için umut verici ve bir gün tip 1 ve tip 2 gibi daha yaygın diyabet formlarına sahip hastalar için yararlı olabileceğini düşündürmektedir. Çalışma online olarak 22 Nisan’da Science Translational Medicine dergisinde yayınlandı.
Wolfram sendromlu hastalar çocukluk veya ergenlik döneminde diyabet geliştirir, hızlı bir şekilde tedavi ve her gün birkaç kez insülin enjeksiyonu gerektirir. Çoğu, görme ve denge sorunlarının yanı sıra farklı bulgular geliştirmeye devam eder. Sendrom birçok hastada erken ölüme katkıda bulunur.
Wolfram sendromuna, tek gen mutasyonları neden olur ve araştırmacılara, genetik hatayı düzeltmek için kök hücre teknolojisini CRISPR ile birleştirerek, mutasyonun neden olduğu diyabeti de düzeltme fırsatını veriyor.
Birkaç yıl önce araştırmacılar, insan kök hücrelerinin pankreas beta hücrelerine nasıl dönüştürüleceğini keşfettiler. Bu hücreler kan şekeri ile karşılaştığında insülin salgılarlar. Son zamanlarda, aynı araştırmacılar, insan kök hücrelerini kan şekerini kontrol etmede önemli ölçüde daha iyi olan beta hücrelerine daha verimli bir şekilde dönüştürmek için yeni bir teknik geliştirdiler.
Bu çalışmada, Wolfram sendromuna (WFS1) neden olan gendeki bir mutasyonu düzeltmek için bu hücreleri hastalardan türetmek ve bu hücreler üzerinde CRISPR-Cas9 gen düzenleme aracını kullanmak için ek adımlar attılar.
Daha sonra araştırmacılar, genleri düzenlenmiş hücreleri, CRISPR ile düzenlemeye tabi tutulmamış aynı kök hücre grubundan insülin salgılayan beta hücrelerle karşılaştırdılar.
Test tüpünde ve ciddi bir diyabet formuna sahip farelerde, CRISPR ile düzenlenen yeni yetiştirilen beta hücreleri, glikoza yanıt olarak insülini daha etkili bir şekilde salgıladılar. Derinin altına implante edilen CRISPR tarafından düzenlenmiş hücrelerle farelerde diyabet hızla kayboldu ve hayvanların kan şekeri seviyeleri izlendikleri altı ay boyunca normal aralıkta kaldı. Genetik olarak düzenlenmemiş beta hücreleri alan hayvanlar diyabetik kaldı. Yeni implante edilmiş beta hücreleri, diyabetlerini tersine çevirmek için yetersiz miktarda insülin üretti.
Araştırmacılar, gelecekte kök hücrelerden beta hücreleri yapma sürecinin kolaylaşmasını beklediklerini söyledi. Örneğin, bilim adamları daha az müdahale gerektiren yöntemler geliştirdiler ve kandan uyarılmış pluripotent kök hücreler yaptılar ve idrar örneklerinden kök hücreler geliştirmeye çalışıyorlar.
Washington University School of Medicine. “Diabetes reversed in mice with genetically edited stem cells derived from patients: CRISPR corrects genetic defect so cells can normalize blood sugar.” ScienceDaily. www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200422214036.htm (accessed April 25, 2020).